JPH0359004A - 電子伝導性高分子の製造方法及びそれを用いた導電性材料 - Google Patents

電子伝導性高分子の製造方法及びそれを用いた導電性材料

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JPH0359004A
JPH0359004A JP19274589A JP19274589A JPH0359004A JP H0359004 A JPH0359004 A JP H0359004A JP 19274589 A JP19274589 A JP 19274589A JP 19274589 A JP19274589 A JP 19274589A JP H0359004 A JPH0359004 A JP H0359004A
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average
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conductive polymer
repeating unit
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JP19274589A
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English (en)
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Eiji Funatsu
船津 英二
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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  • Polymers With Sulfur, Phosphorus Or Metals In The Main Chain (AREA)
  • Polyoxymethylene Polymers And Polymers With Carbon-To-Carbon Bonds (AREA)
  • Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気工業や電子工業の分野において、電池、
コンデンサー、帯電防止材料、電ルイ!波遮蔽材料、電
子デバイス、エレクトロクロミック素子等の各種材料と
して応用できる電子伝導性高分子の製造方法及びそれを
用いた導電性材料に関するものである。
〔従来の技術〕
電子伝導性を有する有機高分子材料は、近年パンテリー
や種々の機能デバイスとしての応用が検討されている。
例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール
、ポリフェニレンビニレン、ポリフェニレンアセチレン
、ポリアセチレン等が有望で、西独特許第3,223,
544号、同3,318,856号、同3,318,8
57号、同3,325.892号、同3.338゜90
4号、同3,421.296号、特開昭58−1874
32号、同59−43060号、同59−112583
号、同5B −209864号、同59−207933
号、同60−120722号、同60−67527号、
同62−225518号、同62−53328号、同6
3−199726号、同60123817号、同618
3221号、同59−31565号等に記載されている
導電性材料としては、これらの電子伝導性高分子と電解
質とをそれぞれ層として組み合わせたものが用いられて
いるが、デバイス或いはバッテリーとして十分機能する
ためには、両者の界面において電子とイオンの交換を速
やかに行わせる必要がある。
電解質としては、漏液がないこと、機械的強度が大きい
こと、積層材料のフレキシビリティ−が大きいことなど
の点から高分子固体電解質が優れており、種々の報告が
されている。
このような高分子固体電解質と電子伝導性高分子とを組
み合わせた導電性電子材料としては、POLYMER,
1981,vol、22. November  14
54〜1455頁等にポリアセチレンと固体電解質を組
み合わせた有機電池が提案されているが、この付加重合
において作製されたポリアセチレンのフィルムは酸化安
定性が悪く、また、高分子固体電解質との界面での接触
が不十分で良好な導電性が得られないとか、デバイス材
料として応答速度が遅いなどの問題があった。
また、機械的強度と導電性の両立を目上した化合物とし
て、第37同高分子討論会2HO4に於いて、電解重合
法による側鎖にカルバゾール基の繰り返し単位を有する
化合物、例えば (CZOae)− が検討されているが、その導電率は10−4〜10−’
S/cIIと不十分−なものであった。
また、ポリアニリンあるいはポリヘテロ環を電極材料と
して用いた場合、酸化還元反応に伴いアニオンがドープ
又は脱ドープされる。この際アニオンの拡散が律速にな
ることが竹原らにより第56回電気化学会3G24で報
告されている。アニオンの拡散を防止する方法としては
特開昭63−215772号にアニオンポリマーをドー
ピング剤として用いる方法が開示されている。しかし、
この方法ではドーピングを繰り返すに従ってアニオンポ
リマーの拡散による濃度勾配が生し、十分な改良手段と
はなり得なかった。
一方、これらの高分子の製造方法としては、酸化剤を使
用して化学的に酸化重合する方法、電気化学的に酸化重
合(電解重合)する方法等が知られている。電解重合で
は、陽極上に電子伝導性高分子がフィルム状で生成する
ため、電極の大きさに生成物の大きさが規制され、しか
も、高価な設備を用いる必要からコスト高であるという
不都合があった。また、化学的酸化重合は大量合成が容
易であるが、得られた高分子は、不溶不融の粉末又は塊
であるために、それ自体の成形性に劣り、導電材料とし
て利用するには、合成後に適当なバインダーに分散する
か、圧縮成形による加工を行う等の必要があるという不
便さがあった。
導電性シートの連続製造法としては、特開昭61−25
8830号で、基材シートにアニリン又はその誘導体の
溶液を付着又は含浸させた後、酸化剤に接触させて、ア
ニリン又はその誘導体を酸化重合させる方法が開示され
ているが、この方法により装造された導電性有機重合体
は、機械的強度や充放電適性が著しく劣るものであった
〔発明が解決しようとする課8] 本発明の第1の目的は、電子伝導性に優れ、かつ機械的
強度、成形加工性に優れたフィルム状の電子伝導性高分
子を提供することにある。
本発明の第2の目的は、電子伝導性高分子の酸化還元反
応において、アニオンのドープ及び脱ドープ反応がすば
やく生じるフィルム状の電子伝導性高分子を提供するこ
とにある。
本発明の第3の目的は、高分子固体電解質と組み合わせ
たとき、接触界面での抵抗が少なく、電気伝導性に優れ
、かつデバイス材料として応答速度が速い電子伝導性高
分子と高分子固体電解質との積層体の導電性材料を提供
することにある。
本発明の第4の目的は、電子伝導性高分子に高分子固体
電解質の機能を持たせ、実質的に電解質層を不要化した
導電性材料を提供することにある。
(課題を解決する手段〕 上記目的は、以下の電子伝導性高分子の製造方法あるい
はその電子伝導性高分子を用いた導電性材料によって達
成することができた。すなわち、アニリン化合物又はヘ
テロ環化合物の少なくとも1つ、およびアニリン化合物
又はヘテロ環化合物を重合することができる部位を側鎖
に少なくとも有するエチレン性繰り返し単位よりなるプ
レポリマーを、酸化剤の存在下に同一支持体上で重合せ
しめ、アニリン化合物又はヘテロ環化合物の繰り返し単
位を電子伝導性部位として側鎖に有するエチレン性繰り
返し単位よりなる電子伝導性高分子を製造する方法、あ
るいはその電子伝導性高分子を用いた導電性材料によっ
て達成することができた。
本発明の製造に用いるアニリン化合物又はヘテロ環化合
物を重合することができる部位を側鎖に少なくとも有す
るエチレン性繰り返し単位よりなるプレポリマーについ
て、更に詳しく説明する。
上記プレポリマーは以下に示すエチレン性化合物から誘
導されるエチレン性繰り返し単位をもっことができ、一
般に知られているエチレン性化合物の重合法(例えば、
ラジカル重合法)により合成できる。
アニリン化合物、ヘテロ環化合物の少な(とも1つを側
鎖に重合できるエチレン性化合物は好ましくは下記−殺
伐(1)で表わされる。
本発明のプレポリマーは、更に、側鎖にオキシアルキレ
ン基の繰り返し単位を有するエチレン性繰り返し単位及
び/又は側鎖にアニオン性基を有するエチレン性繰り返
し単位を有することが好ましい。
側鎖にオキシアルキレン基の繰り返し単位を有するエチ
レン性繰り返し単位を誘導する化合物としては好ましく
は一般式(II)で表わされる。
側鎖にアニオン性基を有するエチレン性繰り返し単位を
誘導するエチレン性化合物は好ましくは一般式(111
)で表わされる。
一般式(1)、(II)、(III)において、A1、
A2、A3は、同しでも異なっていてもよく、水素原子
又はエチレン炭素上の置換基を表し、Lは2価の連結基
を表す。Dはアニリン化合物又はヘテロ環化合物を表す
。Gは置換もしくは無置換のアルキレン基を表し、むは
1〜30の整数を表す。ただし、L≧2の時はGは同じ
でも異なっていてもよい、A4は置換もしくは無置換の
、アルキル基、アリール基、アルキルカルボニル基、ア
リールカルボニル基、アルキルスルホニル基又はアリー
ルスルホニル基を表す、Eはアニオン性基を表す。
−a式(1)〜(III)を詳細に説明する。
AI、 g*、A3で表されるエチレン炭素上の置換基
の好ましい例としては、置換または無置換の炭素数1〜
4のアルキル基(例えば、メチル、エチル、n−プロピ
ル、n−ブチル、1so−プロピル、メトキシエチル、
カルボキシメチル)、シアノ基、カルボキシ基(アルカ
リ金属塩を含む)、カルバモイル基(置換または無置換
の炭素数1〜4のアルキル基、置換または無置換のフェ
ニル基で置換されていてもよい、例えば、−CONHz
、 −CON(Cll+)z、無置換の炭素数1〜4の
アルコキシカルボニル基(例えば、−C00CI+、、
−cooczns、−COOCJ4N (C1b) !
、−COOCJq(n))およびハロゲン原子(例えば
、フッ素、塩素、臭素)が挙げられる。
A1、A2、A3は特に好ましくは水素原子、塩素原子
、メチル基またはカルボキシル基である。
Lは具体的には、 +−(L斤HJ+  xz憤H,t、−Xsう「(J−
)r)r−テ表され、ハ、J2、J、は同じでも異なっ
ていてもよく、0−l−3−1−CO−1−SO,−1
−0CO−1−COO−1−CONRI−SOzNR’
−−NR’−CO−1−NR’−50!−−NR’−R
”−−NR’−R”−NR3−−NR−−CO−NR’
−−NR’−5o!−NR3關’co、−または−0C
ONR’−を表す。llIは、水素原子、それぞれ置換
されてもよいアルキル基、フェニル基を表わす、Rtは
、炭素数1〜4のアルキレン基を表わす、R5ば、水素
原子、置換されてもよい炭素数1〜6のアルキル基を表
わすsJl、J!、J3は好ましくは、−CO−1−3
O!−−CONH−1−3O!NH−−N11−CO−
1−N1(−5Ot−1−〇−1−NlICOIIH−
1−5−1−CO□−10CO−1−NIICO□−ま
たは−〇C0)Jll−である。
Xlz LおよびX、は同じでも異なっていてもよく、
それぞれ置換されてもよいアルキレン基、アリーレン基
、アラルキレン基または+G−0)7CHtCF1g−
基を表わす。ここで、Gともは前記と同義である。
N5、Xt、 N3は、好ましくは、炭素数1〜4のア
ルキレン基、炭素数6〜9のアリーレン基、置換アリー
レン基、または+G−0)TCII□CI+□−基であ
る。
p、q、r、sおよびUは0またはlを表わす。
上記の一般弐N)でDはアニリン化合物またはヘテロ環
化合物を表す。
ヘテロ環化合物の好ましい具体例としては、ル、オキサ
ゾール(イソ体を含む)、チアゾール(イソ体を含む)
、ピリジン、ジアジン、リアゾール、ベンゾオキサゾー
ル、ベンゾチアゾール、プリン、キノリン、イソキノリ
ン、ベンツジン、フェナジン、フェノキサジン、ピラゾ
ロトリアゾール、ピラゾロジアゾール、ピラゾロアゾー
ル、ベンゾピラゾロアゾール等が挙げられる。
Zは−0−−8−または・N−Rコ(1?’は上記と同
義)を表す。
Dの特に好ましい例はアニリン化合物、ビロール化合物
、チオフェン化合物、フラン化合物である。
Dで表されるアニリン化合物及びヘテロ環化合物はそれ
ぞれ任意の置換基で置換されているものでもよい。この
置換基の例としては、ハロゲン原子、ニトロ基、シアノ
基、アルキル基、アルコキン基、−NIICOI?’ 
 、Nll5O□R4、−5OR’  〜SO□R′、
COR’  =C0NR’、−3o!NR’ 、アミノ
基(アルキルRk    Rh 基で更に置換されていてもよい)、水酸基や加水分解し
て水酸基を形成する基が挙げられる。R4は、アルキル
基、フェニル基、又はアラルキル基を表わす。R5及び
Rhは同じでも異なっていてもよく、水素原子、アルキ
ル基、フェニル基、又はアラルキル基を表わす。また、
2つの置換基が縮環して炭素環又は複素環を形成しても
よい。
さらに上記のD上の例示した置換基中及びA1、A本、
A3、A4の置換基中のアルキル基、アルコキシ基、フ
ェニル基、アラルキル基及びxl、xN、xlの1換ア
ルキレン基、置換アリーレン基、置換アラルキレン基の
、置換されてもよい置換基の例としては、水酸基、ニト
ロ基、炭素数1〜4のアルコキシ基、−N)IsO!R
’、−NHCOI?’  −3OtNR”   −CO
NR”、R1R9 5OIR’、−Coil’ 、ハロゲン原子、シアノ基
、アミノ基(アルキル基で更に置換されていてもよい)
等が挙げられる。R7はR4と同義である。R3及びR
9は同じであっても異なっていてもよく、R5と同義で
ある。
Dの具体例を以下に示すが、もちろんこれらに限定され
るものではない。
H3C−C−CH3 I l1z CH3、 ■ l              HH Dは特に好ましくは、アニリン、チオフェン、ピロール
である。
Gは炭素数1〜9の置換もしくは無置換のアルキレン基
を表し、好ましくは−CHzC1h−1−CI1.CI
+−C++。
−CHzC1h−を表す。
tは1〜30の整数を表し、好ましくは2〜20、特に
好ましくは3〜15の整数を表す。
A4はそれぞれ炭素数1〜9ON換もしくは無置換のア
ルキル基(例えば、メチル、n−プロピル)、アリール
基(例えば、フェニル、トリル)、アルキルカルボニル
基(例えば、メチルカルボニル、エチルカルボニル)、
アリールカルボニル基(例えば、フェニルカルボニル、
4−ア七ドアミノフェニルカルボニル)、アルキルスル
ホニル基(例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニ
ル)及びアリールスルホニル基(例えば、フェニルスル
ホニル、トシル)等を表すが、好ましくは炭素数1〜3
のアルキル基であり、特に好ましくはメチル基である。
Eのアニオン性基の好ましい例としては、カルボキシル
基及びその塩、スルホン酸基及びその塩、硫酸基及びそ
の塩、リン酸基及びその塩が挙げられる。
以下に一般式(1)で示されるエチレン性化合物から誘
導される繰り返し単位の具体例を示すが、1−5 CH2 / 本発明はこれに限定されるものではない。
+CHi  C)− −1 Cl(3 +CII*  C)− ■ −6 +CHt  CHヒ −2 +cut −CH)− ■ −3 CI3 −7 +CIb −C11)− +CHt  C)− −8 ■−12 9 ti3 ■−13 Hs +C1,−C)− !−1O CH。
+CL−c)− −14 ■ mは1〜30の任意の整数(以下同義)−15 +C11x  CI)− !−11 +C1,−CI)− ■ 以下−殺伐(n)で示されるエチレン性化合物から誘導
される繰り返し単位の具体例を以下に示すが、本発明は
これに限定されるものではない。
−t +CH* −C11)− C00−(C)ItCIltO)rCHsただしt!−
t4 (平均) II−2 n−lにおいて、tζ7(平均) −3 tζ9(平均) ■−4 tζ12(平均) f−5 tζ16(平均) −6 tζ23(平均) −7 ■−8 ■−9 ■−1゜ −11 ■−12 ■−13 l−14 ■−15 ■−16 CIツ +CH1−C)− COMCII□CH!O星CI+3 ただしtζ4(平均) n−7において、t−7(平均) s     t!=i9(平均) tζ12(平均) tζ16(平均) tζ23(平均) t=2 +cux  cn)− C0O−(CHtCH寞0)E−1ま ただし【!=i7(平均) −(−CIll −CHh COO−(CHzCHO)T−CHs H3 ただしtζ4(平均) II−15において、tζ7(平均) 「−17 +ct+t −CI)− 夏 il ただしtI!=f3(平均) t8ζ4(平均) ■−18 1h −fcut −C)− 以下に一般式(■)で示されるエチレン性化合物から誘
導される繰り返し単位の具体例を示すが、本発明はこれ
に限定されるものではない。
(Mは水素原子、アルカリ金属、アル カリ土類金属を表わす、以下同義) ただしt、−3(平均) t!ζ4(平均) ■−19 H1 +co、−C)− COOmcH*cHto)T−OCOCHsただしtζ
7(平均) ■−20 +CI!  co>− C00(CIIzCHtO)T−OSOICH3t−3 −4 C0NII  CCH*5OJ CI!。
+CI+、 −C1l)− COOCslliSOJ −+CH! −C11)− CONllC2HsSOJ ただしt−7(平均) 111−6 +C1h  cu)− ■−12 CH8 COOCJa00CCJhCOOM −1 +C)!、 −C!!>− COOCtHJl(COC3FaCOO1’1−8 +C!b  CH)− COOCJaO5O3M 11−9 +CHx  CH)− OOM ■−1O C11゜ +CHffi−C)− C0〇− C8゜ ■−15 CI+。
−(−C11! −C)− COOC41!asOJ −14 本発明のプレポリマーは、機械的強度を上げたり、溶解
性を改良する目的で一般式(【)、(II)、又は(I
II)で表わされる繰り返し単位の他に任意の七ツマ−
の繰り返し単位を有することができる。
この具体例としてアクリル酸、α−クロロアクリル酸、
α−アルキルアクリル酸(例えばメタクリル酸など)、
イタコン酸、クロトン酸又はシトラコン酸、これらのア
クリル酸類から誘導されるアミドもしくはエステル(例
えば、アクリルアミド、メタクリルアミド、n−ブチル
アクリルアミド、t−ブチルアクリルアミド、ジアセト
ンアクリルアミド、メチルアクリレート、エチルアクリ
レート、n−プロピルアクリレート、n−ブチルアクリ
レート、L−ブチルアクリレート、 iso −ブチル
アクリレート、2−エチルへキシルアクリレート、n−
オクチルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチル
メタクリレート、エチルメタクリレート、n−ブチルメ
タクリレート、β−ヒドロキシメタクリレ−日、ビニル
エステル(例エバ、ビニルアセテート、ビニルプロピオ
ネート、ビニルラウレート)、アクリロニトリル、メタ
クリレートリル、芳香族ビニル化合物(例えばスチレン
およびその誘導体、例えばビニルトルエン、ジビニルベ
ンゼン、ビニルアセトフェノンおよびスルホスチレン)
、ビニリデンクロライド、ビニルアルキルエーテル(例
えば、ビニルエチルエーテル)、マレイン酸エステル、
N〜ルビニル2−ピロリドン、N−ビニルピリジンおよ
び2−および4−ビニルピリジン等が挙げられるがこれ
に限定されるものではない。これらの繰り返し単位は、
本発明のプレポリマー中、0〜20モル%含有されるこ
とが好ましい。
本発明のプレポリマーは、上記一般式(1)で表される
エチレン性化合物から誘導される繰り返し単位を、ポリ
マー中の任意の比率で有してもよく、好ましくは1〜5
0モル%、更に好ましくは1〜20モル%含有する。
又、本発明のプレポリマー中、一般式(II)、(II
I)で表わされるエチレン性化合物からXi’JLされ
る繰り返し単位は、それぞれ5〜99モル%、5〜80
モル%含有されることが好ましい。
又、本発明のプレポリマーの数平均分子量は、約500
〜too、oooが好ましく、特に好ましくは約1.0
00〜so、oooである。
−a式(1)で表わされるエチレン性化合物から誘導さ
れる繰り返し単位は、少なすぎると導電性が低く、多す
ぎると充放電適性が低下する。
殺伐([+)、(III)で表わされるエチレン性化合
物から誘導される繰り返し単位を有する方が充放電適性
が優れており好ましい。
以下に、本発明のプレポリマーの具体例を挙げるが、本
発明はこれらに限定されるものではない。
プレポリマー PI’−1 P−3 +CHx  CHhs         t″、4(平
均)COOCJaSOJ (Mは水素原子、アルカリ金属、アル カリ土類金属を示す、以下同義) −7 (平均) P CI+、+ 5υ3j P−5 P−7 H3 Hs −(−C11! −Ch +CHg  C)we P P−8 C)]。
−f CHz C11)1 +011□ hs L′、4 (平均) +CHz  CHh。
ti=i9 (平均) COMM。
PP 9 PP−11 CH。
+011□−ch −(−co、  CHh。
PP−12 +011□−CIlh (−C11゜ CIl″h COOCJaSOlM t!:i? (平均) PP 0 ■ +Cl1z  CHhs COO−(C)IzCHz031 CH3−7 (平均) PP−13 COOCJaSOffM OOCJw tζ4 (平均) mζ3 (平均) Lt7 (平均) PP−14 PP−16 CH3 mζ3 (平均) tζ4 (平均) PP−15 C11゜ CH3 tζ4 (平均) t′ (平均) PP−17 PP−13でmζ5 (平均) PP 8 PP−14でm ’i 5 (平均) PP−19 PP−13でm−7 (平均) PP−20 PP−14でmζ7 (平均) 次に、本発明の電子伝導性高分子の製造方法について、
更に詳しく説明する。
本発明の電子伝導性高分子の製造は、以下の化合物を同
一支持体上で重合させることを特徴とする。
(^)上記のプレポリマー (B)アニリン化合物又はヘテロ環化合物(上記−殺伐
(1)のDで示されるものと同じものであっても異なっ
ていてもよい) (C)酸化剤 ここで、(^) 、(B) 、(c)はそれぞれ1種で
あってもよ(、また2種以上であってもよい。
詳しくは、同一支持体上に塗布・乾燥する工程でそれぞ
れ接触させ、(^)のプレポリマー中のDで示されるア
ニリン化合物又はヘテロ環化合物と、(B)のアニリン
化合物又はヘテロ環化合物とを、(C)の酸化剤により
化学的に酸化重合することで、アニリン化合物又はヘテ
ロ環化合物の少なくとも1つからなる電子伝導性部位を
繰り返し単位として側鎖に重合せしめる。
塗布方法としてはローラーコート、スピンコード、ギー
サーコート、デイツプコート、スプレーによるコート、
押出成形等の公知の塗布方法を用いることができる。
乾燥方法は、−10°C〜100°Cで行うことができ
、自然乾燥、通風乾燥、減圧乾燥等公知の乾燥方法を用
いることができる。
上記の塗布は、水又は任意の有機溶媒中(含水してもよ
い)に(A) 、 (B) 、 (C)を−緒にまたは
(C)を別に溶解または分散したものを用いて行われる
この場合、適当な分散剤(界面活性剤を含む)や導電性
化合物を用いてもよい、(C)を別に塗布する場合、同
時重層塗布を行ってもよいし、それぞれを順番に塗布(
乾燥、半乾燥工程を含んでもよい)してもよい。
塗布に用いる溶媒としては、有機溶媒(例えばアセトニ
トリル、N、N−ジメチルアセトアミド、N、N−ジメ
チルホルムアミド、ジメチルスルホキサイド、スルフオ
ラン、ホルムアミド、ジメトキシエタン、プロピレンカ
ーボネート、ジオキサン、メタノール、エタノール、n
−プロパツール、イソプロパツール、n−ブタノール、
T−ブチルラドクン、アセトン、メチルエチルケトン、
ジエチルケトン、酢酸n−ブチル、酢酸エチル、ジクロ
ルエタン、クロルエチレン、テトラヒドロフラン等)、
水、あるいは両者の混合物を挙げることができる。
導電性化合物としては、無機酸(例えば、HIJ、tt
、so、、HIJOi、HBFn) 、有機酸(例えば
、トルエンスルホン酸、トリフルオロメチルスルホン酸
、ポリスチレンスルホン酸のようなスルホン酸、ギ酸、
酢酸ポリアクリル酸のようなカルボン酸)、有機塩基(
例えば、ピリジン、トリエタノールアミン)及び導電性
塩(例えば、アルカリ金属カチオン(Li・、Na’ 
、K・等)、No・、No意0、カチオン、オニウムカ
チオン(Et、N・、Bu4N・、Bu、P・等)と負
イ:t 7 (BF4’% A9Pae−、ASF&e
% 5bFa’、 5bC1b’、PFh’、 ClO
s’、AfP46.117F−1NiF4”、 ZrF
6”。
TiF、”、B+oC!1゜”、 H3O5”、So、
”5C1e、 Bre、 Fo、10)からなる塩、ス
ルホン酸アニオン<Cll5CbHaSO2”、CJs
SOse< CF35O*”、ポリスチレンスルホン酸
等)を含む塩、HCOOLi、ポリアクリル酸ソーダの
ようなカルボン酸アニオンを含む塩、Fe(J3のよう
な塩化物、ピリジン塩酸塩のような有機アミン塩等)が
挙げられる。
分散剤としては、カチオン、アニオン、ノニオン、ベタ
インのそれぞれポリマー及び界面活性剤(乳化剤)を用
いることができる。これらの具体例としては、ポリビニ
ルアルコール、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレ
ンオキサイド、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキ
シメチルセルロース、メチルセルロース、デキストリン
、ポリビニルピロリドン、ポリスチレンスルホン酸ナト
リウム、ポリアクリル酸、ポリアクリルアミド、ゼラチ
ン、コラーゲン、3級又は4級アンモニウム塩サイトを
存するポリマー、オキソニウム塩サイトを有するポリマ
ー、スルホニウム塩サイトを有するポリマー、4級アン
モニウム塩サイトを有する長鎖アルキル化合物、高級脂
肪酸アルカリ塩(例えば、ClzlltsCOONa)
、アルキル硫酸塩(例えば、ラウリル硫酸ソーダ)、ア
ルキルスルホン酸塩(例えば、ラウリルスルホン酸ソー
ダ)、アルキルアリールスルホン酸塩(例えば、ドデシ
ルベンゼンスルホン酸ソーダ)、スルホコハク酸エステ
ル塩、高級アミンハロゲン酸塩、ハロゲン化アルキルピ
リジニウム(例えば、塩化ドデシルピリジニウム)、第
四級アンモニウム塩(例えば、塩化トリメチルアンモニ
ウム)、ポリエチレングリコールアルキルエーテル、ポ
リエチレングリコール脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪
酸エステル、脂肪酸モノグリセリド、アミノ酸等が挙げ
られる。
分散剤を使用する際には、分散物に対して1〜300重
量%、好ましくは5〜200重量%で使用する。界面活
性剤を使用する際には、分散物に対して0.01〜50
重量%、好ましくは0.1〜20重景%で使用する。
酸化剤としては例えば、塩化第二鉄、塩化第二銅などの
塩化物、硫酸第二鉄、硫酸第二銅などの硫酸塩、二酸化
鉛、二酸化マンガンなどの金属酸化物、過硫酸カリウム
、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などの過酸化物、ベ
ンゾキノンなどのキノン類、沃素、臭素などのハロゲン
、フェリシアン化カリウムなどが挙げられる。これらの
具体例は、特開昭63−213518号、同63−19
3926号、同62−116665号、同62−104
832号、同63−215717号、同63−6982
3号、同63−101415号、同60−58430号
等にも記載されている。
酸化剤の量は、アニリン化合物又はヘテロ環化合物の特
性と使用される酸化剤により変化するが、酸化剤/アニ
リン化合物又はヘテロ環化合物のモル比率で0.01〜
10の範囲で使用することができる。
好ましくは0.1〜5である。
プレポリマーの量は、アニリン化合物又はヘテロ環化合
物の特性と使用されるプレポリマーにより変化するが、
プレポリマー中のDで示されるアニリン化合物又はヘテ
ロ環化合物/アニリン化合物又はヘテロ環化合物のモル
比率で0.O1〜1000の範囲で使用することができ
る。好ましくは0.1〜500である。
用いられる支持体は、例えばポリエチレンテレフタレー
トフィルム、三酢酸セルロースフィルム等の高分子化合
物フィルム、アルミホイル、ステンレス薄板等の金属板
、ステンレス網、高分子網等の導電性網あるいはフィル
ター等が挙げられるが、これらに限定されるものではな
い、得られた電子伝導性高分子をポリマー電池のような
導電材料として用いる場合には、支持体として電極、集
電体、及びセパレーター等を用いることが好ましい。
以下に本発明で製造される@鎖電子伝導性高分子の製造
例を示すが、これらに限定されるものではない。
〔製造例1〕 (化合物P−1の製造) 0−ニトロフヱネチルアルコール21.5 g 、アセ
トニトリル100−及びピリジン11.7gを水冷下撹
拌しながら、メタクリロイルクロライド15.3gを3
0分で滴下した。1時間さらに攪拌した後、酢酸エチル
200In1及び水300a+ffiを加え、酢酸エチ
ル層を抽出した。水300mで洗浄し、0−ニトロフェ
ネチルメタクリレートの酢酸エチル溶液(1−A)を得
た。
還元鉄50g、塩化アンモ−ラムQ、5g、水30d、
エタノール200m及び酢M1gを攪拌しなから75°
Cに昇温した。前記1−Aを1時間で滴下後、3時間さ
らに撹拌した。反応液の不溶部を濾過後濃縮し、クロロ
ホルムを展開溶媒としてシリカゲルカラムにて精製し、
0−アミノフェネチルメタクリレート23g〔化合物1
−1で示される繰り返し単位を形成しうる単量体(1−
1’))を得た。
NMR1元素分析にでその構造を確認した。
単量体N−1’ )を0.005モル、化合物n−2で
示される繰り返し単位を形成しうる単量体(ff−2’
 )を0.095モル及びエタ)−4100rnlを7
0°Cで撹拌しながら、2.2′−アゾビスイソブチロ
ニトリル0.5gを添加し、6時間攪拌し、プレポリマ
ー(PP−1)を得た。NMR1元素分析よりプレポリ
マー(PP−1)は、 + 1−1)r−(II −2)yr−であった。
(PP−1) /アニリン/LiCZO,/IIBF、
を重量比で3/3/I/2となるように水に溶解したも
のを、ステンレス薄板(塗布面にはステンレス網を融@
)上に20g/ rrjの塗布量になるように塗布し、
室温通風乾燥した0次に、この上にFeC1,・6H2
0水溶液を20g/ポの塗布量で塗布し、室温通風乾燥
した。最後に、過剰の酸化剤を除去するために、ステン
レス薄板上の塗布膜を水で洗浄した。
この製造例で製造された化合物P−1は、元素分析より
以下の構造の化合物であった。
−1 l13 平均n数 35.1 tζ7(平均) 〔製造例2〕 (化合’&P−2の製造) 製造例1において、HBFaを用いず、アニリンのかわ
りにピロールを用いた以外は製造例1と同様に行って、
化合物P−2を得た。
この製造例で製造された化合物P−2は、元素分析より
以下の構造の化合物であった。
−2 Cl+。
■ 平均n数48.5 tζ7(平均) 〔製造例3〕 (化合物P−3の製造) 製造例1で得た化合物!−1を0.006モル、n−ブ
チルアクリレート0.094モル及び酢酸エチル100
 mを70℃で攪拌しながら、アゾビスイソブチロニト
リル0.5gを添加し、6時間撹拌し、プレポリマー(
PP−2)を得た。
プレポリマー(PP−2)をアセトニトリルに溶解した
もの、およびアニリン/ LiCZ a/ HIJO4
を重量比で3/1/2となるように水に溶解したものを
、ステンレス薄板(塗布面にはステンレス網を融着)上
にそれぞれ15g/イの塗布量で順次塗布・乾燥した0
次に、この上に、FeC1,・6I(!0水溶液を30
g/ポの塗布量で塗布し、30″Cで乾燥した。最後に
、過剰の酸化剤を除去するために、ステンレス薄板上n
上の塗布膜を水で洗浄した。
この製造例で製造された化合物P−3は、元素分析より
以下の構造の化合物であった。
−5 CI。
平均n数 26 〔製造例4] (化合物P−4の製造) 4−(2−ヒドロキシエトキシ)メチルチオフェン0.
1モル、ピリジン0.1モル及びアセトニトリル100
mを10℃以下で攪拌しながら、メタクリロイルクロラ
イド0.1モルを30分で滴下した。1時間さらに攪拌
した後、酢酸エチル200 d及び水200 dを加え
酢酸エチル層を抽出し、濃11後、カラム精製し、4−
チエニルメトキシエチルメタクリレート〔化合物1−3
で示される繰り返し単位を形成しうる単量体(1−3’
 ))を15.3 g得た。
単量体(1−3’ )を10g、化合物11−1で示さ
れる繰り返し単位を形成しうる単量体(II −1’)
を50g、及Up−スチレンスルホン酸を10g、エタ
ノール300d及び2.2′−アゾビスメチルイソプチ
レー) 0.6gを窒素気流下80°Cで5時間攪拌し
、プレポリマー(PP−3)を得た。
プレポリマー(PP−3> /チオフェン−1/2(重
量比)となるように水に溶解したものを、ステンレス薄
板(塗布面にはステンレス網を融着)上に40e/ r
rfの塗布量で塗布・乾燥した。次に、この上にFeC
1,・6H20水溶液を40g/ボの塗布量で塗布し、
室温自然乾燥した。最後に、過剰の酸化剤を除去するた
めに、 ステンレス薄+H上の塗布膜を ポリマー 水で洗浄した。
−5 この製造例で製造された化合物P−4はNMR1CI! 元素分析より以下の構造の化合物であった。
CI!3 +CHt  C)Ts −6 平均n数14.8 tζ4 (平均) 以下に製造例1に準じて、 本発明の製造方法で で製造された化合物P−5〜P−21を列挙するが、本
発明はこれらに限定されるものではない。
−7− CH3 +CHg  CHh 平均n数−34 t!:=4 (平均) 平均n数−51 tζ9 (平均) −8 0 1 平均n数=48 tζ7 (平均) +CHz  CHh COOCsH*SOJ 平均n数=33 −7 (平均) P−11 P−13 (C11゜ CI+)( +CHx  C11hs CooICHzCHzO)TC)I! 平均n数−66 平均n数−26 tζ7 (平均) tζ4 (平均) −14 −12 CH3 +CL  Chs +cHt  CH)vy Coo−(cHtcHio)ycHs 平均n数−73 tζ9 (平均) Hs ■ +CHi  Chs C0O−(CH*CLO)ICHs 平均n数−69 tζ7 (平均) mζ3 (平均) −15 −16 +CH*  Co)、− C)I。
(CH1−Ch +CHt  CHhs C00(CH*Cll0)IC■。
Ch +CHi  Ch 平均n数−4O tζ4 (平均) ) mζ3 (平均) CH。
+CHg  Cats Coo−(cutcHtQ)ICHs 平均n数−52 平均n′ 数=52 t!:i4 (平均) P−17 CH。
+CH2−Ch 113 −13 P−14でm−5(平均) −19 P−l5でm″、5(平均) −2O P−14でmζ7(平均) −2l P−15でm!:+7(平均) 〔比較製造例1:比較化合物lの製造〕以下のように比
較化合物1を製造した。
アニリン/ LiC70a / HBF4 = 3 /
 l / 2 (重量比)を水に溶解したものを、ステ
ンレス薄板(塗布面にはステンレス網を融着)上に25
g/ n(の塗布量で塗布し、乾燥した0次に、この上
にFeCl2・6HzO水溶液を25g/ボの塗布量で
塗布し、乾燥した。最後に、過剰の酸化剤を除去するた
めに、ステンレス薄板上の塗布膜を水で洗浄した。
〔比較製造例2:比較化合物2の製造〕比較製造例1に
おいて、1(HF、を用いず、アニリンのかわりにビロ
ールを用いた以外は比較製造例1と同様に行って、比較
化合物2を得た。
本発明の電子伝導性高分子は、高分子固体電解質と積層
してポリマー電池のような導電性材料として使用できる
。その際、電子伝導性高分子は、10g/ rrT〜1
00g/rrfの膜厚で使用するのが好ましい。
本発明の電子伝導性高分子は複数層を形成してもよく、
また公知の電子伝導性高分子とともに複数層を形成して
もよい、また、周期律表1a族又はIla族の金属イオ
ンの塩との積層を更に有してもよい。しかし、高分子固
体電解質と本発明の電子伝導性高分子が直接接触してい
るものが界面抵抗が少なく好ましい。
本発明の電子伝導性高分子との積層導電性材料を得る高
分子固体電解質は、カチオンポリマーアニオンポリマー
、ポリアクリロニトリル、ポリアルキレンオキシドポリ
マー(ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド
やポリエチレンオキシドを含むケイ素化合物及びフォス
フアゼン等)、ポリビニルアルコール等と塩を組み合わ
せたものが挙げられる。これらの具体例は、特開昭61
−256573号、同61−124001号、同62−
20263号、同62−139266号、同63−24
1066号、同63−241026号、同63−135
477号、同63−142061号、同63−1306
13号、同60−23974号、同63−136409
号、同63−193954号、同63−186766号
、同63−205364号、「マクロモレキュールス」
第21巻、第648頁に記載されている。
高分子固体電解質を構成する塩としては、前記の重合時
に用いられる導電性の塩を挙げることができる。好まし
くは、周期律表1a族又はIla族の金属イオンの塩で
あり、更に好ましくは、Li塩である。
また、積層体導電性材料は、電極、集電体、及びセパレ
ーター等の上に形成した電子伝導性高分子膜上に、溶解
又は熔融された高分子固体電解質を塗布等で密着積層し
て作成することができる。
また、本発明で製造される化合物は高分子固体電解質の
機能を持たすことで実質的に電解質を不要化することも
可能である。
すなわち、正1(本発明で製造される化合物)と負極と
の間にセパレーターを用いるだけで電池としての機能を
発現することができる。
セパレーターは負極材料のイオン(例えば、Li”)が
拡散しやすいように、任意の有機溶媒(例えば、プロピ
レンカーボネート、エチレンカーボネート、T−ブチル
ラクトン、ジメトキシエタン、メチルテトラヒドロフラ
ン等)を含浸させておくのが好ましい。
セパレーター材料としては、ポリオレフィン、ポリエス
テル、ポリ塩化ビニル、フッ素樹脂、ポリアミド、ポリ
スルホン、セルロース、ボIJ +”7 レタン等の任
意の材料を用いることができる。
以下に本発明の製造方法により得られた化合物及びそれ
を用いた導電性材料の具体例の評価法および、結果をし
めす、しかし、本発明の導電性材料はこれらに限定され
るものではない。
〔電気伝導度測定〕
本発明により製造された化合物P−1,2,3,4,8
,11,16,17及び比較化合物l、2を支持体から
削り落とし粉体とし、加圧成形することにより、それぞ
れ200−のペレットを得た。
4端子法により測定した電気伝導度を表1に示した。
(引っ掻き強度テスト) 支持体上に得られた、本発明により製造された化合物p
−t、2.3.4.8.11.16.17及び比較化合
物1.2をそのまま、1mm径のサファイア針を用い、
耐引っ掻きテストを行い、フィルムが破壊し傷痕が残っ
た時の針にかけた荷重を求め、引っ掻き強度とした。表
1に結果を示す。
〔導電率測定] 支持体上に得られた、本発明により製造された化合物P
−1,2,3,4,8,11,16,17及び比較化合
物1.2をそのまま下記に示す高分子固体電解質のキャ
ストフィルム(厚さ200n程度)と積層させ、ステン
レス板で挟まれた積層材料を作成した(高分子固体電解
質側にもステンレス板を用いる)、これらの積層材料の
導電率をCo1e−Coleプロット法を用いて測定し
、表1に示した。
(高分子固体電解質フィルム) CHtW=CI−C00(C!lIn0″)ICO−C
II=CHz 1 g 、プロピレンカーボネート6 
gSLiCZO41,5g、  2. 2’アソ°ビス
イソブチロニトリル10mgをアセトンに7容かしテフ
ロン板上にキャストした後、80°臥4時間重合し高分
子固体電解質フィルムを得た。 Co1e−Coleプ
ロット法で得た導電率は3×10−工S/c+1であっ
た。
〔充放電テスト1〕 上記で得た積層材料にリチウムシートを圧着したものを
ステンレス缶に入れ、口を絶縁性の合成ゴムによって封
じ、圧縮成形して、第1図のような電池を作成した。こ
の電池は二次電池として連続充放電テストを行い、10
0サイクル後の平均電圧又は10サイクル後の平均電圧
を20℃と一25℃で測定し、表1に示した。
〔充放電テスト2〕 支持体上に得られた、本発明により製造された化合物P
−1,2,3,4,8,1116,17及び比較化合物
1.2を20%Li1JO4のアセトニトリル/プロピ
レンカーボネート(80/20ICI比)溶液中に浸漬
し、乾燥し、それぞれをプロピレンカーボネートを含浸
させたセパレーク−(ポリプロピレン)及びリチウムシ
ートを積層させてステンレス缶に入れ、口を絶縁性の合
成ゴムによって封し、圧縮成形して、第2図のような電
池を作成した。
この電池は二次電池として連続充放電テストを行い、1
0サイクル後の平均電圧を20’Cで測定し、表2に示
した。
表 2 池材料として充放電特性に優れたものであることがわか
った。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の充放電テストlで作成された二次電
池の構成を示す断面図である。 第2図は、本発明の充放電テスト2で作成された二次電
池の構成を示す断面図である。 (図中の符号) 1;本発明の化合物より得た正損 2:高分子固体電解質フィルム 3:9L極(リチウムシート) 4ニステンレスケース 5;絶縁性合成ゴム 6:セパレーク− 〔発明の効果〕

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)アニリン化合物又はヘテロ環化合物の少なくとも
    1つ、およびアニリン化合物又はヘテロ環化合物を重合
    することができる部位を側鎖に少なくとも有するエチレ
    ン性繰り返し単位よりなるプレポリマーを、酸化剤の存
    在下に同一支持体上で重合せしめ、アニリン化合物又は
    ヘテロ環化合物の操り返し単位を電子伝導性部位として
    側鎖に有するエチレン性繰り返し単位よりなる電子伝導
    性高分子を製造する方法。
  2. (2)該プレポリマーが側鎖にオキシアルキレン基の繰
    り返し単位を有するエチレン性繰り返し単位をさらに有
    することを特徴とする請求項(1)記載の電子伝導性高
    分子を製造する方法。
  3. (3)該プリポリマーが側鎖にアニオン性基を有するエ
    チレン性繰り返し単位をさらに有することを特徴とする
    請求項(1)又は(2)記載の電子伝導性高分子を製造
    する方法。
  4. (4)請求項(1)、(2)又は(3)記載の製造方法
    で製造された電子伝導性高分子と高分子固体電解質との
    積層体よりなる導電性材料。
  5. (5)請求項(1)、(2)又は(3)記載の製造方法
    で製造された電子伝導性高分子とセパレーターとの積層
    体よりなる導電性材料。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04292624A (ja) * 1991-03-19 1992-10-16 Fuji Photo Film Co Ltd 導電性高分子及びその製造方法
US5427715A (en) * 1992-04-15 1995-06-27 Ciba-Geigy Corporation Electrically conductive plastics compositions and the use thereof
US5584914A (en) * 1992-08-07 1996-12-17 Miura Co., Ltd Membrane deaerator apparatus
JPH08337650A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Nec Corp ポリアニリンの製造方法ならびに固体電解コンデンサの製造方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04292624A (ja) * 1991-03-19 1992-10-16 Fuji Photo Film Co Ltd 導電性高分子及びその製造方法
US5427715A (en) * 1992-04-15 1995-06-27 Ciba-Geigy Corporation Electrically conductive plastics compositions and the use thereof
US5584914A (en) * 1992-08-07 1996-12-17 Miura Co., Ltd Membrane deaerator apparatus
JPH08337650A (ja) * 1995-06-13 1996-12-24 Nec Corp ポリアニリンの製造方法ならびに固体電解コンデンサの製造方法

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